SE439211B - Anordning for kylning av ett vermealstrande organ - Google Patents

Description

TO 8305254-0 2 Vid en anordning enligt uppfinningen kan ytterbehållaren utföras för ett tryck betydligt understigande arbetstrycket för innerbehållaren. Orsaken till detta är, att det till ytterbehållaren utläckande vattnet genom en rörförbindelse 'får strömma ut i fria luften, nämligen i ett på avsevärt högre nivå beläget, ej inneslutet bassängutrymme. Från dettas botten går en i båda ändar öppen rörslinga, vars krökta delar huvudsakligen är anordnade i ett övre parti hos trycktanken.

Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav.

En utföringsform av uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvis- ning till bifogade schematiska ritning, som visar ett snitt längs en vertikal symmetriaxel hos en trycktank som ingår i en anordning enligt uppfinningen.

På ritningen betecknar 1 en trycktank, som är utförd i förspänd betong och som ingår i en kärnreaktor av samma typ som den i brittiska patentskriften GB 2098786 A beskrivna. Trycktanken är tillsluten medelst ett trycktätt an- ordnat lock 2, som är försett med en övertrycksventil 3. En i en dylik reak- tor ingâende reaktorhärd H är i sin helhet anordnad i den nedre hälften, vanligtvis i den nedersta fjärdedelen av det tankutrymme 5 som avgränsas medelst trycktanken 1 och locket 2.

« I syfte att vid ett eventuellt läckage hos trycktanken 1 undvika förlust av värmesänkan, är trycktanken 1 omgiven av en yttertank 6, som är dimensione- rad för ett tryck som är mindre än hälften av drifttrycket i trycktanken 1.

Yttertanken 6 avgränsar tillsammans med trycktanken 1 ett slutet hjälputrymme 7, vars volym är mindre än 1/4 av tankutrymmet 5, företrädesvis mindre än 1/8 av detta. Hjälputrymmet 7 är via minst ett rör 8 hydrauliskt förbundet med en öppen förångningsbassäng 9, som vid normal reaktordrift kan vara tom. Även hjälputrymmet 7 kan vara tomt, men det är företrädesvis vattenfyllt - till- sammans med en del av röret 8. En kylslinga 10 är anordnad i tankutrymmet 5 nära locket 2. Kylslingan 10 är medelst två, trycktätt genom tanklocket 2 och bottnen i förångningsbassängen förda förbindningsrör, 11 och 12, hydrau- liskt förbunden med förångningsbassängen 9, varvid röret 11 utgör ett inlopps- rör och röret 12 ett utloppsrör för kylslingan 10. Röret 11 utmynnar nära förångníngsbassängens bottenyta, medan röret 12 utmynnar på en något högre nivå.

Reaktorhärden H är anordnad i en på ritningen ej visad reaktortank, som vid kf? sin nedre och övre ände står i hydraulisk förbindelse med en bassängvätska, t ex en vattenlösníng av borsyra. Reaktorhärden U kyls vid normal reaktor- drift medelst ett genom härden U och reaktortanken strömmande kylmedelflöde, hos vilket maximitemperaturen är högre än 15OOC, vanligtvis högre än 200°C.

Ovannämnda bassängvätska uppfyller en större del av tankutrymmet 5 och har en medeltemperatur som vid normal reaktordrift är minst 100°C lägre än ovan- nämnda maximitemperatur. Om en läcka uppstår i trycktankens 1 vägg, t ex den med pilen 13' antydda läckan 13, kommer bassängvätska att sjunka från lockets 2 undersida till en lägre nivå, under det att relativt kall vätska tillförs förångningsbassängen 9 via röret 8. Genom att nivån hos den i trycktanken 1 befintliga vätskan sjunker, rubbas en etablerad tryckjämvikt mellan bassäng- vätska och reaktorkylmedel, med det resultatet att det borerade bassängvatt- net strömmar genom reaktorhärden, vars effekt därvid reduceras till rest- effekten. Ritningen visar ett vilotillstånd, vid vilket den genom läckan 13 utpressade vattenmängden har resulterat i att en ungefär lika stor vatten- mängd har tillförts förångningsbassängen 9, varvid denna fyllts till nivån 9', medan den ovan vattennivån 1U befintliga delen av tankutrymmet 5 inne- håller mättad vattenånga, vars ångtryck P är givet av ekvationen P = 1 atm + H - p - g där H ärnivåskillnadenmellan de båda nivåerna 9' och 14, p = vattenlösning- ens täthet och g = 9,81 m/s2. Nivåskillnaden H är vald så stor att den tempe- ratur som motsvarar mättningstrycket P är betydligt större än 100°C, t ex .120°C. Det i förångningsbassängen 9 befintliga vattnet kokar däremot vid en temperatur på 10006 (om man bortser från bortillsatsens inverkan på kokpunk- ten), varför temperaturen hos den till kylslingan 10 tillförda vätskan aldrig överskrider denna temperatur. Den ovanför nivån 1H befintliga ångan kondense- rar därför på kylslingan 10, som därvid avger ånga till bassängen 9 via röret 12. Den i förångningsbassängen befintliga vätskan strömmar medelst självcirku- lation genom kylslingan 10 och börjar koka i en punkt som ligger nära bassäng- ytan 9'. Övertrycket i trycktanken 1 är bestämt av höjdskillnaden H mellan nivåerna 1H och 9'. Denna kommer att inställa sig på ett värde som bl a beror av storleken av kylslingans 10 värmeövergångsyta. Om denna är tillräckligt stor kommer systemet endast att lämna vattenånga förångad från bassängen 9. Det genom läckan nedtill i trycktanken 1 förlorade vattnet kommer alltså ändock att fullt ut tjäna som värmesänka för kylningen av reaktorhärden 4, medan yttertanken 6 endast behöver utföras för ett övertryck motsvarande höjden av 8305234-0

Claims (2)

8305234-0 10 15 vàLnknpe1nrvn till förångningshassängens yta samt ntrömningn- och accelerae tiunstryckfall. Hörslingans kondenseringsyta arrangeras så att den ej kan blockeras av i innertanken befintlig, med ångan blandad permanentgas. Den på ritningen visade anordningen utgör endast en av ett flertal tänkbara utföringsformer av en anordning enligt uppfinningen. Således kan anordningen användas vid ett flertal kända bassängreaktorer - förutsatt att bassängen förses med ett trycktätt lock. Vidare kan en anordning enligt uppfinningen användas för kylning av värme- alstrande organ hos vilka värmen inte alstras med hjälp av kärnkraft. I stället för en enda kylslinga 10 kan man använda ett flertal dylika slingor, och i stället för den visade förångningsbassängen 9 kan man använda en bassäng hos vilken höjden är större än den största horisontella dimensionen. Vidare kan bassängen vara försedd med ett lock, under det att bassängutrymmet kommu- nicerar med luft av atmosfäriskt tryck genom minst en öppning i locket, t ex en till en skorsten ansluten öppning. PATENTKRAV

1. Anordning för kylning av ett värmealstrande organ (4), innehållande en trycktank (1) hos vilken den av fasta kroppar ej upptagna tankvolymen till största delen är upptagen av en vätska som utgör en värmesänka för nämnda värmealstrande organ (U), under det att detta är anordnat i nämnda trycktank, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda anordning innehåller en yttertank (6), en ovanför nämnda trycktank anordnad förångningsbassäng (9) och en i ett övre parti hos nämnda trycktank (1) anordnad kylslinga (10), varvid nämnda yttertank (6) omger nämnda trycktank på sådant sätt, att ett slutet hjälputrymme (7) avgränsas mellan nämnda trycktank och nämnda yttertank, varvid nämnda hjälputrymme (7) via minst ett hydrauliskt förbindníngsorgan (8) är anslutet till nämnda förångningsbassäng (9), medan de båda ändarna hos nämnda kylslínga via ett första (11) respektive ett andra (12) i nämnda trycktank (1) och i nämnda förångningsbassäng (9) infört anslutningsrör, är hydrauliskt förbundna med nämnda förångningsbassäng, varvid ett eventuellt läckflöde av nämnda vätska från nämnda trycktank (1) till-nämnda yttertank (6) resulterar i vätsketillförsel till nämnda kylslinga (10). 8505234-0

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n u d därav, att nämnda Första anslutningsrör (11) är anslutet till en nedre ände hun nämnda kylslinga (10), medan nämnda andra anslutningsnör (12) är anslutet till en övre ände hos nämnda kylslingga, och att, nämnda första anslutningar-ör' (11) utmynnar i nämnda förångningsbassäng (9) på en lägre nivå, medan nämnda andra anslutningsrör (12) utmynnar på en högre nivå.